Amorfné kovy, nazývané aj ako kovové sklá, sa stávajú veľmi výnimočnými všestrannými talentmi. Pretože aj keď majú extrémnu pevnosť, sú zároveň vysoko elastické. Sú to dve protichodné vlastnosti, vďaka ktorým sú vlastnosti kovových skiel také jedinečné. Na rozdiel od kryštalických materiálov nemajú amorfné kovy usporiadanú mriežkovú štruktúru. Tá vzniká pri vysokej rýchlosti ochladzovania taveniny. Týmto spôsobom sa zabraňuje rovnomernému usporiadaniu častíc v kove. Výsledok: amorfná, teda nekryštalická tuhá látka, v ktorej ostávajú atómy v takmer neusporiadanom stave.
Čo sú to amorfné kovy?
Aké výhody majú kovové sklá?
Vysoká tvrdosť a pevnosť, súčasne pri vysokej elasticite: Táto jedinečná kombinácia prináša nespočetné výhody pri výrobe amorfných obrobkov.
Izotropné reakcie
Amorfné komponenty majú vo všetkých smeroch v priestore rovnaké materiálové vlastnosti. Vďaka tomu má materiál mnoho výhod, napríklad pri aditívnom spôsobe výroby, pretože je možné optimálne využiť obstavaný priestor vďaka možnosti ľubovoľnej polohy obrobku v ňom.
Biokompatibilita
Amorfné obrobky vytlačené 3D tlačou sú biokompatibilné a preto predurčené pre mnohé medicínske aplikácie. Vďaka tomu je možné individuálne upraviť amorfné implantáty podľa stavby tela pacienta.
Elasticita
Amorfné kovy vykazujú vysokú medzu klzu, v kombinácii s pružným predlžením takmer 2%. Vďaka tomu má materiál mnoho výhod pri výrobe implantátov, snímačov alebo pevných kĺbov, pretože pruženie je výrazne lepšie.
Odľahčená konštrukcia
Vďaka vysokej pevnosti môžu byť obrobky z amorfných kovov konštruované tenšie, s úsporou materiálu a teda ľahšie. Mimoriadne dôležité to je v oblasti robotiky alebo medicínskej techniky, no aj v letectve a kozmonautike ako aj pri výrobe elektromobilov.
Využitie vo veľmi chladnom prostredí
Amorfné kovy sú tvárne pri nízkych teplotách, t.j. môžu sa vynikajúco používať v aplikáciách pri extrémne nízkych teplotách, pričom si zachovajú svoje vlastnosti. Preto je táto trieda materiálov predurčená pre odvevie letectva a kozmonautiky.
Odolnosť proti opotrebovaniu
Amorfné kovy majú veľmi vysokú tvrdosť a s tým súvisiace minimálne opotrebovanie trením, ktoré je porovnateľné s keramikou. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá najmä pri vysoko namáhaných komponentoch pri výrobe nástrojov a foriem ako aj pri produktoch životného štýlu akými sú vysoko kvalitné hodinky.
Amorfné kovy – 3 otázky k novému super materiálu
Firmy TRUMPF a Heraeus AMLOY spoločne vyvinuli postup, ktorý pracuje s veľmi jemným ohniskom a extrémne malým objemom taveniny. Teplo je odvádzané rýchlo. Dosiahne sa tak kritická doba chladnutia 200 Kelvinov za sekundu: Z práškového lôžka rastie individuálne prispôsobený a amorfný stuhnutý implantát.
Keďže kovové sklá nemajú Da metallische Gläser über keine Kristallgitter verfügen, verhalten sie sich völlig anders als andere Metalle. Sú súčasne extrémne pevné, veľmi elastické a vysoko odolné opotrebovaniu. Aj vďaka tomu môžu implantáty z amorfných kovov vynikajúco odolávať enormnému zaťaženiu v ľudskom tele. K tomu patria nie len údery alebo nárazy. Čeľustná kosť je pravidelne trvalo namáhaná pri hryzení a žuvaní; rebrový oblúk musí pri dýchaní vydržať okolo osem miliónov pohybov ročne.
Amorfné zliatiny majú takmer rovnaký modul pružnosti ako ľudské kosti. Je to obrovskou výhodou pri procese hojenia a pri zaťažení predtým oslabených miest v tele. Zliatiny sú zároveň odolné proti korózii a biokompatibilne certifikované.
Amorfné zliatiny kovov – zamerané na 4 vlastnosti
Vo firme Heraeus AMLOY vyvinuli inovatívne zliatiny, ktoré sú mimoriadne vhodné okrem iného na výrobu inovatívnych implantátov. K dispozícii sú už zliatiny na báze zirkónia, ako Amloy-ZR01 a Amloy-ZR02. Tá je už certifikovaným biokompatibilným materiálom podľa ISO 10993-5 a ISO 10993-12. Okrem toho je titán považovaný za materiál pre medicínske komponenty akými sú kostné implantáty alebo kardiostimulátory. Aktuálne výskumy titánových zliatín pre použitie v medicínskej technike sú veľmi sľubné. Či už titán alebo zirkón – amorfné zliatiny zaujmú svojimi odlišnými vlastnosťami a preto sú mimoriadne výhodné pre konkrétne špecifické aplikácie.
Aké amorfné aplikácie poznáme?
Pozrite si viac
Od hodiniek pre životný štýl cez medicínsku techniku až po odľahčené konštrukcie: Amorfné kovy otvárajú nové možnosti aplikácií pre množstvo odvetví a priemysel. Najväčšia výhoda ochádza z kombinácie 3D tlače a kovových skiel. Zistite viac!